本發(fā)明涉及機器人，具體說是關節(jié)機器人行走機構的加工裝配工藝。

背景技術：

現(xiàn)有的機器人主要分兩大類：直角坐標機器人和關節(jié)式機器人。直角坐標機器人主要由一些直線運動單元、驅(qū)動電機、控制系統(tǒng)和末端操作器等組成。這種機器人可針對不同的應用，方便快速組合成不同維數(shù)、各種行程和不同帶載能力的壁掛式、懸臂式、龍門式或倒掛式等多種形式的直角坐標機器人。關節(jié)式機器人主要由一些旋轉(zhuǎn)運動單元驅(qū)動電機、控制系統(tǒng)和末端操作器等組成。關節(jié)式機器人不像直角坐標機器人可以快速組合成不同維數(shù)。針對不同的應用，應選用固定的不同維度的關節(jié)式機器人。

目前，關節(jié)機器人行走機構的傳動方式主要有繩索滑輪傳動、連桿機構傳動、帶傳動、鏈傳動和齒輪傳動等，而這些傳動部件有些容易變形，傳動不夠精確，如帶傳動、繩索滑輪傳動等，有些結構復雜，加工裝配困難，不適合應用在微小型的弧焊機器人中，如連桿機構、齒輪傳動等。

技術實現(xiàn)要素：

針對上述技術問題，本發(fā)明提供一種裝配簡單、牢固的關節(jié)機器人行走機構的加工裝配工藝。

本發(fā)明采用的技術方案為：一種關節(jié)機器人行走機構的加工裝配工藝，其包括以下步驟：

（1）將行走機構的行走梁固定在平臺上，將機器人的數(shù)個關節(jié)裝配完整；

（2）將每一個關節(jié)的一端與行走部件鉸接；

（3）將每一關節(jié)的另一端與一連接梁一端鉸接；

（4）將連接梁另一端通過螺栓固定連接在行走梁上；

（5）每一關節(jié)由第一軸和第二軸帶動運動，在第一軸和第二軸上分別裝配減速機構。

作為優(yōu)選，裝配關節(jié)時，取U型槽式的殼體，在殼體的兩側(cè)板上分別對應開設通孔，在每一通孔內(nèi)安裝一軸承；在殼體的底板上沿U型槽長度方向焊接第一軸；將關節(jié)的連接臂一端固定安裝軸套，將第二軸一端從一側(cè)板上的軸承伸入兩側(cè)板之間；再將所述連接臂上的軸套從兩側(cè)板之間套設在第二軸上，并使軸套通過鍵與第二軸連接；敲擊第二軸的另一端，使第二軸的所述一端穿過軸套與另一側(cè)板上的軸承過盈配合；在連接臂另一端通過另外的軸承安裝第三軸；將所述第一軸、第二軸和第三軸分別與減速機構連接。

作為優(yōu)選，在所述底板上沿U型槽長度方向加工半圓槽，與該半圓槽等外徑的套筒焊接在半圓槽內(nèi)，所述第一軸穿過套筒內(nèi)腔與該套筒鍵連接。

作為優(yōu)選，在加工裝配減速機構時，在內(nèi)軸一端和空心外軸一端外壁分別加工定位槽，在兩個橢圓驅(qū)動輪上分別加工裝配孔，在每一個裝配孔內(nèi)設置一個圈簧；再將兩個橢圓驅(qū)動輪通過裝配孔分別安裝在所述內(nèi)外軸上，并使圈簧嵌入對應的定位槽內(nèi)；然后將內(nèi)軸安裝在空心外軸內(nèi)腔，并使內(nèi)軸另一端伸出空心外軸另一端；然后將內(nèi)軸安裝在空心外軸內(nèi)腔，并使內(nèi)軸另一端伸出空心外軸另一端；接著在柔輪坯體的軸向中間位置沿周向車削一平底環(huán)形凹槽；再在平底環(huán)形凹槽槽底沿周向加工一環(huán)形V槽；在柔輪坯體外周位于環(huán)形凹槽兩側(cè)分別加工一排外齒，每一齒的齒槽與環(huán)形凹槽相通，且槽底高于環(huán)形凹槽槽底或與環(huán)形凹槽槽底齊平；將柔輪坯體連接第一軸、第二軸或第三軸的一端加工成向外傾斜的緩沖段；再將裝配有內(nèi)外軸的兩橢圓驅(qū)動輪安裝至柔輪內(nèi)全圈，使兩橢圓驅(qū)動輪與兩排外齒對應對正；最后將裝配好的橢圓驅(qū)動輪和柔輪安裝至成型有兩排內(nèi)齒的剛輪內(nèi)圈，使兩排外齒與兩排內(nèi)齒對應嚙合。

作為優(yōu)選，沿每一所述裝配孔孔壁徑向加工有環(huán)槽，先將所述圈簧設置于對應的環(huán)槽內(nèi)，再將橢圓驅(qū)動輪通過裝配孔安裝在對應的軸上。

作為優(yōu)選，所述空心外軸兩端分別加工有容納空間，每一個容納空間內(nèi)固定安裝一個軸承，所述內(nèi)軸兩端通過該兩軸承安裝在空心外軸內(nèi)腔。

作為優(yōu)選，所述殼體為一體成型結構。

作為優(yōu)選，加工齒時，從遠離環(huán)形凹槽一側(cè)向靠近環(huán)形凹槽一側(cè)進刀。

作為優(yōu)選，所述緩沖段從齒槽槽底軸向傾斜延伸至坯體表面。

作為優(yōu)選，兩排外齒的齒數(shù)不相等；兩排外齒的齒頂圓直徑不相等。

從以上技術方案可知，本發(fā)明通過數(shù)個關節(jié)驅(qū)動機器人在三維空間內(nèi)運動，該關節(jié)特殊的殼體上裝配第一軸和第二軸，通過第一軸的轉(zhuǎn)動可帶動殼體和連接臂水平旋轉(zhuǎn)，通過第二軸可帶動連接臂豎直旋轉(zhuǎn)，而第三軸則可帶動運動部件豎直旋轉(zhuǎn)，可見本發(fā)明通過三根軸的旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)運動部件的三維運動；在實施過程中，不僅加工簡單、成本低，而且裝配方便、快捷。

具體實施方式

下面將詳細說明本發(fā)明，在此本發(fā)明的示意性實施例以及說明用來解釋本發(fā)明，但并不作為對本發(fā)明的限定。

一種關節(jié)機器人行走機構的加工裝配工藝，其包括以下步驟：

將行走機構的行走梁固定在平臺上，將機器人的數(shù)個關節(jié)裝配完整；再將每一個關節(jié)的一端與行走部件鉸接； 每一關節(jié)的另一端與一連接梁一端鉸接；將連接梁另一端通過螺栓固定連接在行走梁上，每一關節(jié)由第一軸和第二軸帶動運動，在第一軸和第二軸上分別裝配減速機構，從而使關節(jié)安全可靠地將行走梁和行走部件連接起來，關節(jié)并可帶動行走部件在三維空間內(nèi)行走，滿足機器人的行走要求。

在裝配關節(jié)時，取U型槽式的殼體，所述殼體由豎直橫向設置的兩側(cè)板和豎直縱向設置的一底板組成，且殼體為一體成型結構，加工方便，連接牢固，在殼體的兩側(cè)板上分別對應開設通孔，在每一通孔內(nèi)安裝一軸承，以裝配第二軸。由于U型槽式的殼體在三個面具有開口，不會妨礙連接臂的轉(zhuǎn)動，保證連接臂安全、穩(wěn)定地運動。

在殼體的底板上沿U型槽長度方向焊接第一軸；具體來說，先在所述底板上沿U型槽長度方向加工半圓槽，與該半圓槽等外徑的套筒焊接在半圓槽內(nèi)，所述第一軸穿過套筒內(nèi)腔與該套筒鍵連接，從而可避免軸直接焊接在底板上，防止損壞第一軸，且半圓槽的設計一方面加工簡單、方便，另一方面便于焊接、連接牢固。將關節(jié)的連接臂一端固定安裝軸套，在連接臂另一端通過另外的軸承安裝第三軸，所述第三軸上固定連接機器人運動部件，這樣運動部件可直接由第三軸帶動繞該第三軸豎直旋轉(zhuǎn)，該豎直旋轉(zhuǎn)的范圍較??；同時，第二軸帶動連接臂繞該第二軸豎直旋轉(zhuǎn)，從而帶動運動部件繞該第二軸大范圍豎直旋轉(zhuǎn)；在豎直旋轉(zhuǎn)的同時，第一軸可帶動殼體水面旋轉(zhuǎn)，殼體帶動連接臂，再由連接臂帶動運動部件繞第一軸水平旋轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)運動部件大范圍或小范圍的三維運動。

將第二軸一端從一側(cè)板上的軸承伸入兩側(cè)板之間；再將所述連接臂上的軸套從兩側(cè)板之間套設在第二軸上，并使軸套通過鍵與第二軸連接；然后敲擊第二軸的另一端，使第二軸的所述一端穿過軸套與另一側(cè)板上的軸承過盈配合，從而將第二軸跨接于兩側(cè)板上，而連接臂一端位于兩側(cè)板之間，并通過第二軸的旋轉(zhuǎn)帶動連接臂旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)連接臂和運動部件繞該第二軸豎直旋轉(zhuǎn)的目的；最后將所述第一軸、第二軸和第三軸分別與減速機構連接。

在加工裝配減速機構時，在內(nèi)軸一端和空心外軸一端外壁分別加工定位槽；內(nèi)外軸可由兩個電機分別驅(qū)動，也可由一個電機通過不同的兩個傳動機構分別驅(qū)動；定位槽可使驅(qū)動輪安裝在軸的指定位置；在兩個橢圓驅(qū)動輪上分別加工裝配孔，通過裝配孔可將橢圓驅(qū)動輪安裝在對應的軸上；兩個橢圓驅(qū)動輪可驅(qū)動不同齒數(shù)的齒輪，橢圓驅(qū)動輪作為諧波減速器的波發(fā)生器。作為波發(fā)生器時，可在所述橢圓驅(qū)動輪的外周分布有軸向設置的數(shù)個滾輪，這樣就可驅(qū)動兩個不同齒數(shù)的柔輪轉(zhuǎn)動，從而輸出不同傳動比的動力。

在每一個裝配孔內(nèi)設置一個圈簧；在實施過程中，沿每一所述裝配孔孔壁徑向加工有環(huán)槽，所述圈簧設置于對應的環(huán)槽內(nèi)，橢圓驅(qū)動輪通過對應的圈簧固定安裝在對應的軸上；這樣一方面可避免橢圓驅(qū)動輪直接與對應的軸接觸而損壞橢圓驅(qū)動輪，另一方面圈簧的彈力可使裝配更加方便；同時，橢圓驅(qū)動輪與對應軸甚至可采用間隙配合的方式進行傳動，避免兩者接觸，出現(xiàn)磨損現(xiàn)象，且一旦軸與圈簧的磨損影響傳動時，只需更換圈簧即可，節(jié)約維修和維護成本。在本發(fā)明中，圈簧是具有徑向彈力的彈力部件，在其彈力的作用下，可將橢圓驅(qū)動輪固定在軸上，保證軸帶動橢圓驅(qū)動輪轉(zhuǎn)動。將兩個橢圓驅(qū)動輪通過裝配孔分別安裝在所述內(nèi)外軸上，并使圈簧嵌入對應的定位槽內(nèi)；定位槽的加工不宜過深過寬，甚至只需一個向下凹的壓痕就可以，因為定位槽的作用是限位，而驅(qū)動輪安裝在軸上時，圈簧與軸之間的徑向力較大，只需淺淺的凹槽就可避免驅(qū)動輪軸向移動，從而實現(xiàn)軸向定位。

然后將內(nèi)軸安裝在空心外軸內(nèi)腔，并使內(nèi)軸另一端伸出空心外軸另一端；作為優(yōu)選，所述內(nèi)軸通過軸承安裝在空心外軸內(nèi)腔；具體來說，所述空心外軸兩端分別加工有容納空間，每一個容納空間內(nèi)固定安裝一個所述軸承，所述內(nèi)軸兩端通過該兩軸承安裝在空心外軸內(nèi)腔；安裝內(nèi)軸時，先將內(nèi)軸另一端從空心外軸所述一端的軸承穿入內(nèi)腔，然后從空心外軸另一端的軸承穿出。作為優(yōu)選，首先將空心外軸豎直放置，其所述一端位于上方，然后將內(nèi)軸所述另一端置于空心外軸所述一端的軸承中心孔，接著對內(nèi)軸所述一端施加向下的壓力，使其另一端穿入內(nèi)腔，再從空心外軸另一端的軸承中心孔穿出；內(nèi)軸另一端從空心外軸另一端的軸承中心孔穿出時，對空心外軸另一端的軸承從下向上施加壓力，防止該軸承因內(nèi)軸向下的壓力使其脫離外軸。

在實施過程中，軸承的端面可與外軸端面齊平，不僅可節(jié)省空間，而且在傳動過程中避免與其他部件發(fā)生干涉；內(nèi)軸所述兩端安裝在兩軸承上，這樣不僅使內(nèi)外軸可發(fā)生相對轉(zhuǎn)動，保證內(nèi)外軸具有較高的同軸度；而且可使得內(nèi)軸支撐更牢固，傳動更平穩(wěn)。內(nèi)外軸的相對運動可采用這樣方式，在內(nèi)軸由電機帶動轉(zhuǎn)動時，可使外軸不轉(zhuǎn)動，僅由橢圓驅(qū)動輪驅(qū)動外部齒輪轉(zhuǎn)動，從而輸出動力；在外軸由電機帶動轉(zhuǎn)動時，可使內(nèi)軸不轉(zhuǎn)動，僅由橢圓驅(qū)動輪驅(qū)動另外不同齒數(shù)的齒輪轉(zhuǎn)動，從而輸出與外軸不同傳動比的動力，可見本發(fā)明可實現(xiàn)不同傳動比的傳動。在實施過程中，兩個橢圓驅(qū)動輪可驅(qū)動不同齒數(shù)的柔輪齒輪，因此，在內(nèi)軸由電機帶動轉(zhuǎn)動時，可使外軸不轉(zhuǎn)動，僅由第一橢圓驅(qū)動輪驅(qū)動第一排外齒轉(zhuǎn)動，而此時第二排外齒與內(nèi)齒仍然處于嚙合狀態(tài)，由于外軸沒有驅(qū)動力，第二排外齒不會驅(qū)動柔輪轉(zhuǎn)動，而其在嚙合力的作用下隨柔輪轉(zhuǎn)動；同理，在外軸由電機帶動轉(zhuǎn)動時，可使內(nèi)軸不轉(zhuǎn)動，僅由第二橢圓驅(qū)動輪驅(qū)動另外不同齒數(shù)的齒輪轉(zhuǎn)動，從而輸出與第一驅(qū)動輪不同傳動比的動力，可見本發(fā)明可實現(xiàn)不同傳動比的傳動。

實施過程中，柔輪坯體的軸向中間位置沿周向車削一平底環(huán)形凹槽，再在平底環(huán)形凹槽槽底沿周向加工一環(huán)形V槽，然后在柔輪坯體外周位于環(huán)形凹槽一側(cè)加工一排外齒，在柔輪坯體外周位于環(huán)形凹槽另一側(cè)加工另一排外齒；在加工過程中，應從遠離環(huán)形凹槽一側(cè)向靠近環(huán)形凹槽一側(cè)進刀，且每一齒的齒槽與環(huán)形凹槽相通，還應使齒槽槽底高于環(huán)形凹槽槽底或與環(huán)形凹槽槽底齊平；這樣可使加工過程中的碎屑流入環(huán)形V槽，為加工提供便利；同時，在潤滑兩排齒時，環(huán)形凹槽內(nèi)的潤滑油可沉淀一部分廢渣，保證齒處的潤滑油較為潔凈；環(huán)形V槽可方便碎屑和廢渣沿傾斜的槽壁流入槽底，防止碎屑和廢渣等飛濺。

將裝配有內(nèi)外軸的兩橢圓驅(qū)動輪安裝至柔輪內(nèi)，使兩橢圓驅(qū)動輪與兩排齒對應對正，即使得每一驅(qū)動輪位于齒對應的柔輪內(nèi)圈，在柔輪傳動過程中，由于輪體在橢圓形波發(fā)生器的驅(qū)動過程中產(chǎn)生變形，其輸出一端會產(chǎn)生變形，可能導致傳動不夠平穩(wěn)，進而使第一軸、第二軸或第三軸傳動不夠平穩(wěn)，而將柔輪坯體連接第一軸、第二軸或第三軸的一端加工成向外傾斜的緩沖可緩解上述變形，保證第一軸、第二軸或第三軸的傳動更平穩(wěn)。最后將裝配好的橢圓驅(qū)動輪和柔輪安裝至成型有兩排內(nèi)齒的剛輪內(nèi)圈，使兩排外齒與兩排內(nèi)齒對應嚙合。

本發(fā)明的緩沖段從齒槽槽底軸向傾斜延伸至坯體表面，所述傾斜延伸為直線延伸或為向下凹的弧形延伸，使得靠近第一軸、第二軸或第三軸一側(cè)的直徑較大；由于輪體在傳動過程中產(chǎn)生的是徑向增大的變形，其有使靠近第一軸、第二軸或第三軸一側(cè)的輪體產(chǎn)生徑向變形增大的趨勢，因此在傳遞動力的過程中，靠近第一軸、第二軸或第三軸一側(cè)的大直徑緩沖部受到的變形影響較小，從而保證法蘭的傳動的平穩(wěn)性。在本發(fā)明中，所述兩排外齒的齒數(shù)不相等，從而提供兩種不同的傳動比，以滿足機器人的傳動要求；兩排外齒的齒頂圓直徑不相等，也決定了兩排內(nèi)齒的齒頂圓不相等，在裝配時，齒頂圓直徑較小的外齒應靠近裝配方向，這樣齒頂圓直徑較小外齒就可穿過齒頂圓直徑較大的內(nèi)齒與齒頂圓直徑較小的內(nèi)齒嚙合，保證裝配過程不發(fā)生干涉現(xiàn)象。

以上對本發(fā)明實施例所提供的技術方案進行了詳細介紹，本文中應用了具體個例對本發(fā)明實施例的原理以及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只適用于幫助理解本發(fā)明實施例的原理；同時，對于本領域的一般技術人員，依據(jù)本發(fā)明實施例，在具體實施方式以及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應理解為對本發(fā)明的限制。